【摘要】：概述了對流層太赫茲波段毫米波段散射特性及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,研究了大氣氣溶膠和冰水兩相粒子的散射特性。首先,根據(jù)國內(nèi)外電磁波在氣溶膠中傳輸實驗數(shù)據(jù)并利用Lorenz-Mie散射理論和Aden-KerKer散射理論計算了大氣氣溶膠粒子和冰水兩相粒子的復(fù)折射率,基于Matlab建模得出了對流層大氣氣溶膠和冰水兩相粒子的散射特性。仿真得出四種粒子在太赫茲波段的散射能力依次為煙煤,沙塵性粒子,水溶性粒子,海洋性粒子；粒子尺度參數(shù)對散射特性的影響比較明顯。隨著粒子尺度參數(shù)的增大,太赫茲波段前向散射強(qiáng)度逐漸變大。其次,研究了冰水兩相粒子在毫米波四個傳輸窗口34GHz、94GHz、 140GHz、220GHz的微分散射截面以及氣泡的占空比對微分散射截面的影響。最后給出了對高空卷云和降水云的研究有一定參考價值的冰膜水球,水膜氣泡散射系數(shù)隨內(nèi)外球半徑比變化的關(guān)系。將研究結(jié)果與高太長、G.Hong等人的研究結(jié)果對比,對比結(jié)果證明本文計算建�？煽�,因此本文的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程和程序的編寫的正確性在一定程度上得到了驗證,所以可將該算法用于其他氣溶膠粒子和冰水兩相粒子散射特性的研究。
【圖文】：

邐ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（Ｋ）逡逑圖５．５化晶的復(fù)折射率與頻率溫度的Ｈ維關(guān)系圖逡逑由圖５．４觀察出，當(dāng)溫度一定時，純冰晶的復(fù)折射率的實部不隨頻率變化，逡逑由圖５．３觀察出純冰晶的復(fù)折射率的虛部與頻率成線性關(guān)系。由圖５．２可［＾＾觀察逡逑出，當(dāng)頻率一定時，純冰晶的復(fù)折射率實部與溫度成線性關(guān)系，虛部隨著溫度逡逑的升高而增大，且增加幅度也是越來越大。Ｗ上結(jié)論也可由圖５．５冰晶的復(fù)折射逡逑率與頻率溫度的Ｈ維關(guān)系圖可直接反映出。逡逑５．２純冰球粒子的毫米波段微分散射截面逡逑粒子的微分散射截面能夠定量的描述散射能量的角分布特性，，其單位為ｍ２逡逑／ｓｒ，數(shù)值上等于單位能流密度的電磁波照射下，距球也單位距離處的散射波的逡逑能流密度，對研究球形粒子的毫米波段的散射特性具有重要意義。其定義式：逡逑心瓜口邋）＝邋NB邋２＞Ｖ＆邐口．５）逡逑其中，０為散射角，口為極化角。和為入射波和散射波的能流密度矢逡逑量大小。逡逑則水平極化狀態(tài)下介質(zhì)球Ｍｉｅ微分散射截面為：逡逑４９逡逑

邐ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（Ｋ）逡逑圖５．５化晶的復(fù)折射率與頻率溫度的Ｈ維關(guān)系圖逡逑由圖５．４觀察出，當(dāng)溫度一定時，純冰晶的復(fù)折射率的實部不隨頻率變化，逡逑由圖５．３觀察出純冰晶的復(fù)折射率的虛部與頻率成線性關(guān)系。由圖５．２可［＾＾觀察逡逑出，當(dāng)頻率一定時，純冰晶的復(fù)折射率實部與溫度成線性關(guān)系，虛部隨著溫度逡逑的升高而增大，且增加幅度也是越來越大。Ｗ上結(jié)論也可由圖５．５冰晶的復(fù)折射逡逑率與頻率溫度的Ｈ維關(guān)系圖可直接反映出。逡逑５．２純冰球粒子的毫米波段微分散射截面逡逑粒子的微分散射截面能夠定量的描述散射能量的角分布特性，其單位為ｍ２逡逑／ｓｒ，數(shù)值上等于單位能流密度的電磁波照射下，距球也單位距離處的散射波的逡逑能流密度，對研究球形粒子的毫米波段的散射特性具有重要意義。其定義式：逡逑心瓜口邋）＝邋NB邋２＞Ｖ＆邐口．５）逡逑其中，０為散射角，口為極化角。和為入射波和散射波的能流密度矢逡逑量大小。逡逑則水平極化狀態(tài)下介質(zhì)球Ｍｉｅ微分散射截面為：逡逑４９逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P427.35

【參考文獻(xiàn)】

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1 張合勇;任德明;趙衛(wèi)疆;曲彥臣;宋寶安;;偏振狀態(tài)下球形粒子的散射相位函數(shù)研究[J];光電工程;2008年09期

2 魏重,林海,忻妙新;毫米波氣象雷達(dá)的測云能力[J];氣象學(xué)報;1985年03期

3 許煥斌,段英;云粒子譜演化研究中的一些問題[J];氣象學(xué)報;1999年04期

本文編號：2637727